300MW循環流化床機組啟動上水方式優化與應用

馮慶昌

【摘 要】某發電企業300MW循環流化床機組啟動過程應用電泵方式上水使得機組啟動過程中的成本高，經濟效益差。在應用汽動給水泵前置泵及汽動給水泵組上水后，有效降低了機組啟動成本，經濟效益得到提高，因此，通過汽動給水泵替代電動給水泵啟動方式具有很好的應用價值。

【關鍵詞】300MW；循環流化床機組；啟動過程；上水方式

0 引言

某發電企業#5、6循環流化床機組以往啟動時均采用電動給水泵上水，上水至鍋爐點火水位一般需要4個小時，從鍋爐點火后升溫升壓至并網帶40%負荷，再切換至汽動給水泵供水，一般需要13小時左右，此期間內一直都由電動給水泵供水，因此使得機組啟動時輔機耗電量較大。

如在鍋爐點火前上水及點火后供水能降低電泵使用時間，甚至實現機組啟動過程中全程無電動給水泵運行，則可大大降低輔機耗電量，提高啟動經濟性。

1 可行性分析

采用汽動給水泵替代電動給水泵運行，實質上就是用蒸汽熱能代替電能，從能源轉換效率看，我國能源利用效率約為33%，電動給水泵作為終端用戶，每節省1kW·h的電能就相當于節約3kW·h（折合熱能3600KJ）數量的一次能源（蒸汽熱能），因此，采用汽動給水泵替代電動給水泵運行，可以顯著提高經濟性。

#5、6機組各配置兩臺50%BMCR容量汽動給水泵和一臺50%BMCR容量電動給水泵，正常情況下，兩臺汽動給水泵并列運行，電動給水泵在機組啟動和停機及在低負荷時使用，或機組運行中當汽動給水泵故障時作聯動備用使用。

#5、6機組配置的兩臺汽動給水泵汽源一般由本機四段抽汽或輔汽聯箱供，而輔汽聯箱的汽源可以分別由本機四段抽汽或、再熱冷段、主蒸汽或啟動鍋爐供，兩臺機組的輔汽聯箱可以互為備用。因此，從汽源上考慮，在開機過程中，四段抽汽不足甚至沒有，汽動給水泵還可以采用汽源來自鄰機或啟動鍋爐的輔汽聯箱供而正常運行。

2 優化上水方案及操作要點

當機組在開機過程中，汽動給水泵替代電動給水泵運行是可行的，具體方案及要點如下：

（1）鍋爐點火前采用汽動給水泵的前置泵（以下簡稱“汽前泵”）代替電動給水泵向鍋爐上水。該廠#5、6機組的汽動給水泵系統均配備有前置泵系統，前置泵由一臺380V電機驅動，電機額定電流為196.4A，出口壓力能達到為0.75MPa。鍋爐側汽包高度約為54米，此高度需要約0.5MPa壓差即可實現上水，因此汽前泵的出力可以滿足鍋爐的上水條件。

（2）鍋爐點火起壓后采用汽動給水泵代替電動給水泵向鍋爐供水。汽包壓力在達到0.2MPa之前，汽前泵都可以給鍋爐補水。鍋爐起壓前，汽機提前抽真空，送軸封（冷態啟動）。汽機真空建立以后，可以啟動輔助蒸汽聯箱供給的一臺小汽輪機備用，并根據鍋爐需要投入使用。

（3）水位調節需要保持以下的要點。第一，保證汽動給水泵的運行正常。機組啟動過程由單一的汽動給水泵向爐供水（電動冷備用狀態）。因此要保證汽動給水泵的汽源壓力、溫度、流量；本次啟動使用鄰機輔汽聯箱汽源（四段抽汽、再熱冷段），輔汽聯箱蒸汽壓力流量視鄰機負荷情況，應提前暖好再熱冷段至輔汽聯箱管道備用。本次鄰機負荷180MW，隨著給水流量增大、汽泵出力增加、除氧器水溫下降，鄰機四段抽汽供輔汽出力不夠，總結得，應盡早投入鄰機再熱冷段供輔汽聯箱。第二，汽動給水泵的調節。在調節汽泵時，注意調門開度，汽源壓力是否足夠；投入遙控后應注意汽泵轉速不低于3100 r/min。第三，專人操作，加強聯系。

3 優化上水方案的應用

2016年11月06日，#6機組采用汽動給水泵成功滑參數啟動，整個過程中，汽包水位平穩，并無大幅度波動。

（1）2016年11月06日#6機整組啟動，汽機高壓內下缸溫230℃，本次開機過程按要求利用汽動給水泵向鍋爐供水，電動給水泵冷備用狀態。汽動給水泵汽源來自#5機輔汽聯箱（四段抽汽、再熱冷段）。

（2）鍋爐點著火初期，汽包水位在點火水位，仍不需向爐上水，汽動給水泵未沖轉。

（3）鍋爐汽包壓力0.7MPa，汽機已送軸封、抽真空﹣85kPa。開始沖轉#2小機至900r/min，汽動給水泵出口壓力1.42MPa，此時汽動給水泵再循環門全開，給水壓力與汽包壓力差達0.7 MPa，小機低速暖機中，可以根據汽包水，小機轉速不變，調整給水旁路調節門向鍋爐適當上水。

（4）鍋爐汽包壓力1.2MPa，沖轉#2小機至1800r/min，小機中速暖機，汽動給水泵出口壓力3.5MPa，汽動給水泵再循環門全開， 可以根據汽包水位，小機轉速不變，調整給水旁路調節門向鍋爐適當上水。

（5）鍋爐汽包壓力1.86MPa，開始沖轉#2小機至3050r/min，汽動給水泵出口壓力8.7MPa，汽動給水泵可投入遙控。此時鍋爐調節汽包水位時，要注意小機轉速，適當提高小機轉速利用給水旁路調節閥進行調整給水流量，防止汽動給水泵退出自動遙控。

4 優化上水方案產生的效益

（1）鍋爐上水至點火水位按4小時計算：

汽前泵上水一次的用電量為：W=×0.38×113×0.89×4=265（kW·h）（113A為汽前泵上水時的平均電流）。電動給水泵上水的耗電量為：W=×6×146×0.916×4=5559（kW·h）（146A為電動給水泵上水時的平均電流）。汽前泵代替電動給水泵上水每次可節省費用為：5294kW·h×0.5086元/kW·h=2693元，據統計2016年該廠#5、6機組啟動14次，年節省費用約為：3.77萬元。下表1為兩種上水方式的比較：

（2）鍋爐上水完畢，點火升溫升壓至40%負荷時，一般需要13小時，如用電動給水泵需要耗電量為：W=×6×230×0.916×13=28462（kW·h）（230A為電動給水泵平均運行電流），用汽動給水泵耗電量為：W=×0.38×155×0.89×13=1180（kW·h）（155A為汽前泵平均電流），汽動給水泵代替電動給水泵向鍋爐供水每次可節省費用為：（28462-1180）kW·h×0.5086元/kW·h=13876元，該方案需有單機運行才能執行，據統計2016年該廠#5、6機組單機運行啟動次數為10次，年節省費用約為13.9萬元，如下表2：

由表1、2可得該廠2016年#5、6機組執行汽前泵代替電動給水泵向鍋爐上水和汽動給水泵代替電動給水泵向鍋爐供水可節省的費用為：3.77萬元+13.9萬元=17.7萬元。

5 結論

300MW循環流化床機組啟動過程對上水方式進行優化，并注意在應用中的操作技巧、進行水位調節有效性的協調控制，全面的提高了300MW循環流化床機組啟動過程上水質量和應用水平，產生了較高的經濟效益，實現了很好應用價值。

【參考文獻】

[1]林萬超.火電廠熱系統節能理論[M].西安：西安交通大學出版社，1994.

[2]劉愛忠.汽輪機設備及運行[M].北京：中國電力出版社，2003.

[責任編輯：張濤]endprint